DE1181610B - Method and device for the production of webs, plates or shaped pieces from fibers made of glass or similar mineral substances - Google Patents

Method and device for the production of webs, plates or shaped pieces from fibers made of glass or similar mineral substances

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DE1181610B DES60445A DES0060445A DE1181610B DE 1181610 B DE1181610 B DE 1181610B DE S60445 A DES60445 A DE S60445A DE S0060445 A DES0060445 A DE S0060445A DE 1181610 B DE1181610 B DE 1181610B
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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bahnen, Platten oder Formstücken aus Fasern aus Glas oder ähnlichen mineralischen Stoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Bahnen, Platten oder Formstücken aus Fasern aus Glas oder ähnlichen mineralischen Stoffen, wobei die Fasern durch Zuführung von Wärme miteinander verschweißt werden.Method and device for the production of webs, plates or Moldings made of fibers made of glass or similar mineral substances The invention relates to a method and a device for the production of webs, panels or molded pieces made of fibers made of glass or similar mineral substances, whereby the fibers are welded together by applying heat.

Bei einem bekannten Verfahren wird außer Wärme gegebenenfalls Druck angewendet. Die Zuführung der Wärme erfolgt bei diesem bekannten Verfahren dadurch, daß das zu schweißende Material einem hochfrequenten Feld ausgesetzt wird. Auch ist eine zusätzliche Erwärmung durch Zuführung von Wärme von außen vorgesehen. Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß die mit dem Schweißvorgang verbundene Dickenminderung weitgehend unkontrolliert verläuft und daß eine unerwünschte Schrumpfung in der Materiallängsrichtung und auch quer dazu stattfindet.In a known method, pressure is optionally used in addition to heat applied. In this known method, the heat is supplied by that the material to be welded is exposed to a high-frequency field. Even additional heating by supplying heat from the outside is provided. This known method has the disadvantage that the reduction in thickness associated with the welding process runs largely uncontrolled and that an undesirable shrinkage in the Material longitudinal direction and also takes place transversely to it.

Andererseits ist es vielfach wünschenswert, eine stärkere Dickenminderung zu bewirken, um verhältnismäßig dichte Erzeugnisse zu erhalten. Bei einer stärkeren Dickenminderung ist es aber um so unangenehmer, wenn diese unkontrolliert verläuft und mit stärkerem Schrumpfungen in dem Längs- und Querrichtung verbunden ist.On the other hand, it is often desirable to have a greater reduction in thickness to effect in order to obtain relatively dense products. With a stronger one However, a reduction in thickness is all the more uncomfortable if it is uncontrolled and is associated with greater shrinkage in the longitudinal and transverse directions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren so zu leiten bzw. die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so auszubilden, daß auch bei einer stärkeren Dickenminderung die Nachteile des beschriebenen bekannten Verfahrens vermieden werden.The invention is based on the object of guiding the method in this way or to train the device for carrying out the method so that also with a greater reduction in thickness, the disadvantages of the known method described be avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Oberflächen einer Ausgangsfasermatte aus mindestens zwei Arten von Fasern mit verschiedenen thermoplastischen Eigenschaften einer schroffen Erhitzung unterworfen werden, so daß ein starkes Zusammensacken der Matte in der Dickenrichtung erfolgt, und daß gleichzeitig auf die Matte ein solcher Zug ausgeübt wird, daß praktisch keine Schrumpfung in der Längsrichtung stattfindet.In order to achieve this object, the method according to the invention is characterized by this characterized in that the two surfaces of a starting fiber mat of at least two types of fibers with different thermoplastic properties one rugged Be subjected to heating, so that a strong collapse of the mat in the Thickness direction takes place, and that at the same time exerted such a train on the mat becomes that there is practically no shrinkage in the longitudinal direction.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Schrumpfung in der Dickenrichtung, ohne daß es notwendig ist, irgendeinen Druck auf die Matte auszuüben.In the method according to the invention, the shrinkage takes place in the Direction of thickness without the need to put any pressure on the mat.

Durch Versuche wurde festgestellt, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten dichten Erzeugnisse besonders günstige Eigenschaften hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit, ihrer Porosität und ihrer Fähigkeit, Schall und Wärme zu absorbieren, haben.Experiments have shown that according to the invention Process produced dense products particularly favorable properties in terms of their mechanical strength, their porosity and their ability to absorb sound and heat have to absorb.

Es lassen sich beispielsweise durch das Verfahren gemäß der Erfindung aus Glasfasermatten, die eine Dichte von 5 kg/ms haben, Bahnen herstellen, die im wesentlichen die gleiche Länge wie die Ausgangsmatten haben, die aber eine Dichte von etwa 120 kg/ ms aufweisen. Dem entspricht eine erhebliche Dickenminderung, ohne daß praktisch eine Schrumpfung in der Längsrichtung stattfindet.It can be achieved, for example, by the method according to the invention from glass fiber mats, which have a density of 5 kg / ms, produce webs that im essentially the same length as the starting mats, but with a density of about 120 kg / ms. This corresponds to a considerable reduction in thickness, without that there is practically a shrinkage in the longitudinal direction.

Da von einer Matte ausgegangen wird, die aus mindestens zwei verschiedenen Arten von Fasern besteht, deren Masse zweckmäßig die gleiche Zusammensetzung, aber verschiedene thermoplastische Eigenschaften hat, d. h. bei der die einen Fasern einen Erweichungspunkt haben, der wesentlich niedriger ist als der der anderen Fasern, sind zusätzliche Vorteile gegeben. Es ist nämlich durch Versuche festgestellt worden, daß bei einer derartig zusammengesetzten Matte das Zusammensacken in der Dickenrichtung infolge der schroffen Erhitzung sehr genau kontrolliert erfolgt.Since one mat is assumed to be made up of at least two different ones There are types of fibers whose masses have the same composition, but suitably has different thermoplastic properties, d. H. in the one fiber have a softening point that is significantly lower than that of the other fibers, there are additional advantages. It has been established through experiments that with such a composite mat the sagging in the thickness direction very precisely controlled as a result of the abrupt heating.

Zweckmäßig werden in der Ausgangsmatte Fasern benutzt, die verschiedene Durchmesser und Längen haben oder in der Matte nach bestimmten Richtungen orientiert sind.Appropriately, fibers are used in the starting mat, which different Have diameters and lengths or are oriented in certain directions in the mat are.

Die schroffe Erhitzung der beiden Oberflächen der Matte läßt sich vorteilhaft durch Strahlung erzielen. Obschon angenommen werden konnte, daß im Hinblick auf die isolierenden Eigenschaften des Fasermaterials die Wärmeübertragung auf das Innere der Masse schlecht sein würde, hat sich bei dem Verfahren gemäß der Erfindung gezeigt, daß das Eindringen der Wärme in das Innere der Masse gut ist. überdies kann der von den behandelten Oberflächen aufgenommene Wärmefluß sehr hoch sein und läßt das Auftreten von Wärmestößen zu, die ein erhebliches Temperaturgefälle zum Inneren der Masse hin und damit eine in gewissen Fällen wünschenswerte Verzögerung der Erhitzung des inneren Teiles gestatten. Das allmähliche und schnelle Zusammensacken der Bahn verbunden mit dieser Art der Wärmeübertragung gestattet es dennoch, im mittleren Teil der Bahn die für die Agglomerierung der Fasern nötige Temperatur zu erreichen. Durch die allmähliche Wärmeübertragung in Richtung der Dicke der Matte läßt sich die Schrumpfung der Matte in der Breitenrichtung in wünschenswerter Weise begrenzen.The abrupt heating of the two surfaces of the mat can be can be achieved advantageously by radiation. Although to be accepted could that with regard to the insulating properties of the fiber material the Heat transfer to the interior of the mass would be bad at that Method according to the invention shown that the penetration of heat into the interior the crowd is good. moreover, the absorbed by the treated surfaces can Heat flow to be very high and allows the occurrence of heat shocks, which is a considerable Temperature gradient towards the interior of the mass and thus a desirable one in certain cases Allow the heating of the inner part to be delayed. The gradual and rapid Collapse of the web associated with this type of heat transfer is permitted nevertheless, in the middle part of the web, there is what is necessary for the agglomeration of the fibers To reach temperature. Due to the gradual transfer of heat towards the Thickness of the mat makes the shrinkage of the mat in the width direction more desirable Way limit.

Bei der Beheizungsart gemäß der Erfindung kann eine durchgehende Tragfläche für die Matte nicht verwendet werden. Es ist daher notwendig, die Matte durch Stützstellen zu tragen, die in ihren Abmessungen so klein wie möglich sind und möglichst große Abstände voneinander haben, so daß der von den Strahlungsflächen kommende Wärmefluß sowenig wie möglich unterbrochen wird.In the case of the type of heating according to the invention, a continuous support surface can be used cannot be used for the mat. It is therefore necessary to support the mat with support points to carry, which are as small as possible in their dimensions and as large as possible Have distances from one another, so that the heat flow coming from the radiation surfaces interrupted as little as possible.

Der zur Vermeidung der Schrumpfung der Matte in Längsrichtung erforderliche Zug wird zweckmäßig von den gleichen Mitteln ausgeübt, die dem Kalandrieren der Bahn am Ende der Wärmebehandlung dienen. Hierzu genügt es, den Kalanderwalzen eine Umfangsgeschwindigkeit zu erteilen, die um ein geringes höher als die Zuführungsgeschwindigkeit der Ausgangsmatte und gegebenenfalls der Stützrollen ist, welche die Matte während der Behandlung tragen.The one required to prevent the mat from shrinking lengthways Tension is expediently exercised by the same means that are used in calendering the Serve the web at the end of the heat treatment. For this purpose, it is sufficient to use one of the calender rolls Circumferential speed that is slightly higher than the feed speed the starting mat and possibly the support rollers that the mat during wear the treatment.

An den Seitenflächen der Bahn findet gemäß der Erfindung eine schwächere Beheizung statt. Die schwache Beheizung ist derart, daß auch an den Kanten der Bahn eine gewisse Agglomerierung und damit der nötige Zusammenhang geschaffen wird, während andererseits die Schrumpfung in der Breitenrichtung der Bahn vermindert bzw. vermieden wird.According to the invention, there is a weaker one on the side surfaces of the web Heating instead. The weak heating is such that also at the edges of the web a certain agglomeration and thus the necessary coherence is created while on the other hand, the shrinkage in the width direction of the web is reduced or avoided will.

Die Erfindung sieht weiter vor, am Ausgang der Kalanderwalzen ein scharfes Abkühlen des Erzeugnisses vorzunehmen. Diese vorzugsweise durch Strahlung bewirkte Abkühlung gestattet es, das Erzeugnis augenblicklich in seiner endgültigen Form zu fixieren. Die Abkühlung kann beispielsweise durch zwei von einem Kühlmittel durchflossene Kästen vorgenommen werden, die ausgangs der Kalanderwalzen ober- und unterhalb der beiden Hauptflächen des Erzeugnisses angeordnet sind.The invention also provides for a calender roll output to cool the product sharply. This preferably by radiation The effect of cooling allows the product to be instantly in its final state Fix shape. The cooling can for example by two of one coolant through-flow boxes are made, the output of the calender rolls above and are arranged below the two main surfaces of the product.

Nachstehend ist ein Beispiel einer zur Ausübung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung beschrieben, die in der Zeichnung in einem senkrechten Längsschnitt dargestellt ist.Below is an example of one suitable for practicing the method Device described in the drawing in a vertical longitudinal section is shown.

Die Vorrichtung besteht aus einem Tunnelofen 1, der auf seinem Gewölbe und auf seiner Sohle mit elektrischen Heizwiderständen 2, 2a versehen ist. Der Ofen besitzt einen Rollengang 3, auf welchem die zu behandelnde Fasermatte 4 den Ofen durchläuft. Die Geschwindigkeit der angetriebenen Stützrollen 3 ist etwas kleiner als die Fortbewegungsgeschwindigkeit der aus der Matte gebildeten Bahn. Die Rollen sind gekühlt. Sie haben einen kleinen Durchmesser von z. B. 20 bis 30 mm bei einer Länge von 1,20 m.The device consists of a tunnel furnace 1, which is provided on its vault and on its bottom with electrical heating resistors 2, 2a. The furnace has a roller conveyor 3 on which the fiber mat 4 to be treated runs through the furnace. The speed of the driven support rollers 3 is slightly less than the speed of movement of the web formed from the mat. The roles are chilled. They have a small diameter of e.g. B. 20 to 30 mm with a length of 1.20 m.

Bei ihrem Eintritt in den Ofen besitzt die Matte 4 eine große Dicke. Sobald ihre beiden Oberflächen der Wärmestrahlung der elektrischen Heizwiderstände ausgesetzt werden, unterliegt die Matte einem Zusammensacken, welches zwar allmählich, aber sehr rasch vor sich geht.When it enters the furnace, the mat 4 has a great thickness. As soon as their two surfaces of the heat radiation of the electrical heating resistors are exposed, the mat is subject to a sagging, which, although gradually, but is going on very quickly.

In der Nähe des Ofeneinganges sind gekühlte Kalanderwalzen 5, 5a vorgesehen, deren Druck auf die aus der Matte gebildete Bahn durch eine geeignete Stellvorrichtung besonders geregelt werden kann. Diese Walzen bestimmen die Fortbewegungsgeschwindigkeit der erzeugten Bahn, und zwar ist sie so gewählt, daß die Matte während des Durchlaufens des Ofens praktisch keiner Schrumpfung unterliegt.In the vicinity of the furnace entrance, cooled calender rolls 5, 5a are provided, the pressure of which on the web formed from the mat can be specially regulated by a suitable adjusting device. These rollers determine the speed of advance of the web produced, and it is chosen so that the mat is subject to practically no shrinkage as it passes through the oven.

Im Anschluß an die Kalanderwalzen 5, 5 a sind auf beiden Seiten der Bahn Kühlkästen 7, 7a angeordnet. Diese Kästen werden von einem Kühlmittel durchflossen und bewirken durch Strahlung ein energisches Abkühlen des Erzeugnisses. Hinter den Kühlkästen sind angetriebene Walzen 8, 8 a angeordnet, die die Bahn abführen und deren Umfangsgeschwindigkeit ein wenig höher als die Geschwindigkeit der Bahn ist. Auch diese Walzen sind mit einer Vorrichtung 9 zur Regelung des von ihnen ausgeübten Druckes versehen.Following the calender rolls 5, 5 a , cooling boxes 7, 7 a are arranged on both sides of the web. A coolant flows through these boxes and, through radiation, causes the product to cool down vigorously. Behind the cooling boxes, driven rollers 8, 8 a are arranged, which carry away the web and whose peripheral speed is a little higher than the speed of the web. These rollers are also provided with a device 9 for regulating the pressure they exert.

Der Abstand der Stützrollen 3 voneinander ist unterschiedlich, und zwar nimmt der Abstand vom Ofeneintritt zum Ofenaustritt zu. Diese Abnahme der Unterstützungspunkte zum Ofenaustritt hin ist möglich, weil die Bahn sich während der fortschreitenden Wärmebehandlung entsprechend verfestigt. Infolge dieser Anordnung der Stützrollen wird die Beheizung der Bahn erleichtert, weil in dem Strahlungsweg entsprechend weniger Hindernisse vorhanden sind. Es ist jedoch zweckmäßig, in der Nähe des Ofenausgangs vor den Kalanderwalzen einige zusätzliche Stützrollen 3a vorzusehen, um die Bahn vor dem Eintritt und während des Hindurchtritts durch die Kalanderwalzen besser abzustützen.The spacing of the support rollers 3 from one another is different, and although the distance from the furnace inlet to the furnace outlet increases. This decrease in support points to the furnace exit is possible because the web is advancing during the Heat treatment strengthened accordingly. As a result of this arrangement of the support rollers the heating of the web is facilitated because accordingly in the radiation path there are fewer obstacles. However, it is advisable to be close to the furnace exit to provide some additional support rollers 3a in front of the calender rollers to the web better before entry and during passage through the calender rolls to support.

Mit der beschriebenen Vorrichtung wurden Glasfaserbahnen von hoher Güte unter den folgenden Bedingungen erzielt: Gewicht der Matte bei einer Dicke von 6 bis 15 cm am Ofeneingang ...... 400 bis 700 g/m2 Geschwindigkeit der Matte 2,5 bis 4 m/Min. Durchlaufzeit der Matte durch den Ofen ...... 20 bis 40 Sekunden Energieaufwand im ersten Drittel des Ofens . . . . . . . . . . 34000 kg Cal - h./m2 im zweiten Drittel des Ofens ... . ...... 42 000 kg Cal - h/m2 im dritten Drittel des Ofens . . . . . . . . . . 30 000 kg Cal # h/m2With the device described, high quality glass fiber webs were obtained under the following conditions: Weight of the mat with a thickness of 6 to 15 cm at the furnace entrance ...... 400 to 700 g / m2 Speed of the mat 2.5 to 4 m / Min. Passage time of the mat through the oven ...... 20 to 40 seconds energy expenditure in the first third of the oven. . . . . . . . . . 34000 kg cal - h./m2 in the second third of the furnace .... ...... 42,000 kg cal - h / m2 in the third third of the furnace. . . . . . . . . . 30,000 kg Cal # h / m2

Claims (7)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Bahnen, Platten oder Formstücken aus Fasern aus Glas oder ähnlichen mineralischen Stoffen, wobei die Fasern durch Zuführung von Wärme miteinander verschweißt werden, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die beiden Oberflächen einer Ausgangsfasermatte aus mindestens zwei Arten von Fasern mit verschiedenen thermoplastischen Eigenschaften einer schroffen Erhitzung unterworfen werden, so daß ein starkes Zusammensacken der Matte in der Dickenrichtung erfolgt, und daß gleichzeitig auf die Matte ein solcher Zug ausgeübt wird, daß praktisch keine Schrumpfung in der Längsrichtung stattfindet. Claims: 1. Process for the production of sheets, panels or molded pieces made of fibers made of glass or similar mineral substances, whereby the fibers are welded to one another by supplying heat, d a d u r c h e k e n n n -z e i c h n e t that the two surfaces of a starting fiber mat of at least two types of fibers with different thermoplastic Properties are subjected to abrupt heating, so that a strong sagging the mat takes place in the thickness direction, and that at the same time on the mat such tension is exerted that there is practically no longitudinal shrinkage takes place. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung oder Vermeidung eines Schrumpfens der Matte in der Breitenrichtung ihre Seitenflächen schwächer als die Oberflächen erhitzt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that to reduce or avoiding shrinkage of the mat in the width direction of its side faces weaker than the surfaces are heated. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsmatte aus Fasern verschiedenen Durchmessers und verschiedener Länge besteht. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the starting mat consists of fibers of different diameters and of different lengths. 4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen von der zu behandelnden Matte zu durchlaufenden Tunnelofen (1), dessen Gewölbe und Sohle mit Heizmitteln, z. B. elektrischen Widerständen (2, 2a), versehen sind, der einen Rollengang (3) zur Stützung und Führung der Matte, ferner am Ofenaustritt auf das aus der Matte entstandene Erzeugnis wirkende Kalanderwalzen (5, 5 a) und anschließend Kühlorgane (7, 7a) zum Fixieren des Erzeugnisses aufweist. 4. Device for performing the method according to one or more of claims 1 to 3, characterized by one of the mat to be treated to be traversed tunnel oven (1), the vault and sole with heating means, for. B. electrical resistors (2, 2a), are provided, the one roller conveyor (3) for supporting and guiding the mat, also at the furnace outlet on the product created from the mat acting calender rollers (5, 5 a) and then cooling elements (7, 7a) for fixing the product. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrollen (3) von kleinem Durchmesser gekühlt und in einem Abstand angeordnet sind, der vom Ofeneintritt zum -austritt zunimmt. 5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the support rollers (3) are cooled with a small diameter and are arranged at a distance which increases from the furnace inlet to the outlet. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalanderwalzen (5, 5a) mit solcher Geschwindigkeit angetrieben werden, daß sie auf das Erzeugnis den zur Vermeidung einer Schrumpfung in der Längsrichtung nötigen Zug ausüben. 6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the calender rolls (5, 5a) are driven at such a speed that they exert the train necessary to avoid shrinkage in the longitudinal direction on the product. 7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Kühlorganen (7, 7a) Abführwalzen (8, 8 a) für das entstandene Erzeugnis vorgesehen sind. B. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlorgane (7, 7 a) aus ober- und unterhalb des entstandenen Erzeugnisses angeordneten gekühlten Kästen bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 878 582.7th Device according to one or more of Claims 4 to 6, characterized in that that behind the cooling elements (7, 7a) discharge rollers (8, 8 a) for the resulting product are provided. B. Device according to one or more of claims 4 to 7, characterized in that the cooling elements (7, 7 a) from above and below the resulting product consist of refrigerated boxes arranged. Considered Publications: German Patent No. 878 582.
DES60445A 1957-11-07 1958-10-30 Method and device for the production of webs, plates or shaped pieces from fibers made of glass or similar mineral substances Pending DE1181610B (en)

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